Range Extender

[Harry Hole]

Ist selten aber zum Beispiel den BMW i3 gab es mal damit und manche Baumaschinen funktionieren auch nach dem Prinzip.
Man hat ein E Fahrzeug, einen Akku, aber auch einen Benzin oder Dieselbetriebenen Stromgenerator der mit konstanter Drehzahl den Strom erzeugt und in den Akku einspeist.
Das Konzept gefällt mir sehr gut weil man zwei Energieformen nutzen kann und man bei Bedarf auch mit der Reichweite hinkommt. Außerdem wird ein Generator mit konstanter Drehzahl bestimmt wartungsunauffälliger sein wie ein normaler Motor mit ständig wechselnder Drehzahl. Kupplung und Getriebe fallen auch weg.

Jetzt aber meine Frage: welchen Wirkungsgrad erreichen gute Stromgeneratoren heutzutage ?
BMW hat ja nicht viel in F+E investiert und der Verbrauch des Stromerzeugers (umgebauter Motor aus dem Motorradbereich) war mit ca. 8 Liter nicht gerade ein Weltwunder.

 

[werner_1]

Jetzt aber meine Frage: welchen Wirkungsgrad erreichen gute Stromgeneratoren heutzutage ?

Der Wirkungsgrad eines Generators reicht von ca. 40% (Fahrrad-Nabendynamo) bis weit über 99% bei einem großen Kraftwerksgenerator.

 

[Harry Hole]

Der Wirkungsgrad eines Generators reicht von ca. 40% (Fahrrad-Nabendynamo) bis weit über 99% bei einem großen Kraftwerksgenerator.

Was wäre bei einem KFZ realistisch ?
Wärmerückgewinnung wird ja schwierig. Entweder hat die Technologie zu schlechten Wirkungsgrad oder es passt nicht in ein KFZ.

 

[eFuchsi]

Ottomotor in Physik | Schülerlexikon | Lernhelfer


https://www.lernhelfer.de/sites/default/files/lexicon/image/BWS-PHY-0393-08.gif

 

[Octavian1977]

Der Generator ja, nur der Antrieb des Generators macht leider keine hohe Effizienz.
Dieselmotor im Optimum 42% Benziner so ca 35%.

Für ein Fahrzeug wird das Ganze dadurch interessant, da der elektrische Antieb zur Energierückgewinung genutzt wird und somit erheblich Energie zurück in die Batterie gespeist wird.

Besser wird das Ganze mit anderen "Energiewandlern" wie z.B. einer Brennstoffzelle, die durchaus 60% Wirkungsgrad mit aktueller Technik erreichen kann.
Auch wenn man dann die Batterie wesentlich verkleinert um diese nur noch als Puffer zu verwenden -> erhebliche Gewichtsreduktion.
Wenn diese Batterie dann noch durch Kondensatoren ersetzt wird sinken die Verluste beim Laden und Entladen erheblich.

Somit wäre das Beste Konzept eine regenerativ erzeugte Energie, die man schnell Tanken und gut speichern kann (Methan, Metanol, Waserstoff, etc) über eine Brennstoffzelle in einen Kondensator zu speisen und aus diesem den elektrischen Antrieb zu speisen.

So in etwa funktioniert das Konzept für die Nathalie von Gumpert.

 

[Pumukel]

Der Diesel oder Benzinmotor ist da als Antrieb einfach die falsche Lösung . Auch die Brennstoffzelle ist da im Wirkungsgrad noch zu schlecht . Das Hauptproblem ist die ungenutzte Wärme die nun mal bei einer Verbrennung anfällt . Auch eine Brennstoffzelle erzeugt ungenutzte Wärme !
Das Problem das aktuell anliegt ist das Klimaproblem und nicht der Wirkungsgrad des Motors.
Deshalb ist ein Verbrenner der mit H2 betrieben wird da deutlich besser denn er erzeugt nur Wasser sofern da eben Sauerstoff und Wasserstoff dem Motor zugeführt werden und keine Luft die zu über 80 % Stickstoff enthält und da eben auch bei der Verbrennung Stickoxide entstehen. Die Abwärme des Motors lässt sich zb über Stirlingmotor auch nutzen.

 

[Harry Hole]

Das Hauptproblem ist die ungenutzte Wärme die nun mal bei einer Verbrennung anfällt .

Wir müssen 6 Monate im Jahr heizen.
Ich denke für die Abwärme haben wir durchaus eine Verwendung im KFZ.

Wasserstoff ist zwar schön und gut aber die Lagerung ist Mist.
Deshalb macht es Sinn ihn zu Ethanol (Alkohol) weiterzuverarbeiten und in Otto Motoren zu nutzen.
C2H6O. Und das faszinierende daran: um aus Wasserstoff Ethanol zu erzeugen braucht man CO2 und einen Katalysator. Man kann so also CO2 aus der Luft (oder aus stark CO2 emittierenden Prozessen wie der Zementherstellung) temporär speichern. Und Ethanol ist biologisch abbaubar.

Hauptproblem ist aber: selbst wenn jeder Europäer mit einem E-Auto oder H Auto rumfahren würde. Die restlichen Milliarden in den Schwellenländern werden jeden förderbaren Liter Öl verbrauchen.
Durch unsere reduzierte Nachfrage senken wir nur für die den Preis und gleichzeitig sinkt unsere Wettbewerbsfähigkeit weil wir natürlich mehr für Energie bezahlen um das Klima zu retten
Gleichzeitig werden die Schwellenländer dank günstiger Energie weiter wachsen und ihren Energiehunger weiter vergrößern.

 

[Pumukel]

Egal ob du da Ehanol erzeugst oder Methan, damit nimmst du kein CO2 aus dem Kreislauf ja und Methan erzeugst du ein noch Klimaschädlicheres Treibhausgas. Der einzige Treibhausgas freie Weg ist die Nutzung von H2 .

 

[Octavian1977]

Methan ist nur dann klimaschädlich wenn man es frei setzt, das wird sicher in geringen Mengen passieren aber nicht in dem Maße wie zur Zeit CO2 frei gesetzt wird, auch im Bezug auf die Klima Wirkung.

Das CO2 wird durch diese Methode nicht gebunden, es wird aber auch kein weiteres erzeugt, da dieses dann im Kreislauf zwischen Erzeugung von Methan und der Verbrennung transportiert wird.

Erhebliche Vorteil bei der Verwendung von Methan ist, daß man das jetzige Gasnetz nicht verändern muß und auch keine Heizung ersetzt werden muß da Erdgas ja chemisch das gleiche ist.
So kann man einfach in das vorhandene Netz einspeisen und kontinuierlich Erdgas durch regeneratives Methan ersetzen.

Die Wärme die in einem PKW Otto oder Diesel Motor entsteht kann man kaum nutzen, da diese auch im tiefsten Winter deutlich mehr ist als das was irgendwie benötigt wird.
Diese Technik ist reif für das Museum.

 

[Pumukel]

@Octavian1977 so so dann sind BHKW wohl Blödsinn? Denn diese nutzen auch die Abwärme des Verbrenners .

 

[eFuchsi]

Octavian sprach von PKW Otto- und Dieselmotoren.

PKWs haben halt den Nachteil, dass sie nicht örtlich gebunden sind, und deswegen die Abwärme nicht genutzt werden kann.

 

[Pumukel]

Wer sagt das, das die nicht genutzt werden kann ? Auch aus Wärme lässt sich mechanische Energie gewinnen.
Beispiel Dampfmaschine oder Stirlingmotor !

 

[Octavian1977]

Die Apparatur um das um zu setzen in einem Fahrzeug zu verbauen wäre extrem aufwändig und würde das Gewicht noch mehr erhöhen.
Das ist nicht umsetzbar und unnötig, da effizientere Technik bereits vorhanden ist.

Für ein BHKW sind diese Motoren auch nicht geeignet, da diese einen viel zu hohen Verschleißt aufweisen.
Ich hab selbst in einem Betrieb gearbeitet mit solchen BHKW auf Dieselmotortechnik, und zwar keine Spielzeuge sondern ordentliche MAN Motoren.
Alle 10.000 Stunden mußten die Teile komplett auseinandergebaut werden, geprüft gewartet und Teile ersetzt werden.
Dazwischen noch diverse Ölwechsel, und andere etwas kleinere Wartungen.
Da läuft das Teil kein halbes Jahr am Stück.
Entsprechende Turbinen sind von vorne herein effizienter und wartungsärmer und die Brennstoffzelle erst recht.

 

[Harry Hole]

PKWs haben halt den Nachteil, dass sie nicht örtlich gebunden sind, und deswegen die Abwärme nicht genutzt werden kann.

Mit thermoelektrischen Generatoren ist das möglich. Daran wird ja eifrig geforscht. BMW hat schon einen Prototyp vorgestellt aber noch mit schlechten Wirkungsgrad.
Ich halte Verbrennungsmotoren nicht für veraltet. Diese können einfach, preiswert und recourcenschonend hergestellt, gewartet und am Lebenszyklus recycled werden. Die Technologie kennen und beherrschen wir.
Bei E Autos sehen wir ja die Probleme: Elektro kann man in China besser und billiger. Tesla in Deutschland steht weil keine Teile aus China kommen. Renault lässt sein E-Auto gleich 100% in China bauen usw.
Das gleiche Spiel wie bei den PV Zellen.
Wenn die deutsche Autoindustrie auf Elektro umstellt, die Teile nur noch aus China kommen lässt und mit ihrem Blech vereint, geht wieder genausoviel KnowHow verloren wie beim Atomausstieg. Der auch Schwachsinn war weil man nun auf Atommüll sitzt und keine Brüter hat um die Endlagerzeiten zu reduzieren. Und den Russen können wir das Zeug auch nicht mehr andrehen...

 

[Octavian1977]

Endlagerzeiten reduzieren ist ein ziemlicher witz, denn ob ich das 1000 jahre oder 1.000.000 Jahre Endlagern muß macht keinen Unterschied, dies sind alles Zeiten welche die der Mensch nicht überschauen kann.

Von Überholten Technologien muß man sich verabschieden, es ist schließlich auch kein Problem, daß hier niemand mehr Know How hat um Dampfloks zu bauen.

PV Zellen gibt es durchaus aus Deutschland, besser kann man das in China eher selten bis gar nicht und billiger nur in sehr geringem Maß da ein hohes Maß an Automatisierung besteht.

Die Technologie Brennstoffzelle und Turbine kennen und beherrschen wir auch und sie ist wesentlich preiswerter und zuverlässiger.

Die Masse An Importprodukten konzentriert sich sicher sehr stark auf China, meines Erachten vor allem auch deswegen, da es nicht so sehr viele sonstige Länder gibt die solche Hochtechnologien überhaupt können und China durch die hohe Einwohnerzahl von ca 1M auch eine erhebliche Produktivität aufweist.

 

[Harry Hole]

Endlagerzeiten reduzieren ist ein ziemlicher witz, denn ob ich das 1000 jahre oder 1.000.000 Jahre Endlagern muß macht keinen Unterschied, dies sind alles Zeiten welche die der Mensch nicht überschauen kann.

Man erreicht durch das umbrüten Endlagerzeiten von um die 100 Jahre.
Bedeutet: das kann man sogar noch oberirdisch lagern.
Ohne diese Maßnahme muss man ein sicheres Endlager finden (das es nicht gibt) und sogar Erossion durch Eiszeiten mit einrechnen.
Außerdem nutzt man weniger als 5% der möglichen Energie des Spaltmaterials. In Brutreaktoren kann man noch ein vielfaches davon nutzbar machen zur Energieerzeugung. Damit wäre man auch unabhängig von Uran Importen aus Russland, Mali etc.

 

[eFuchsi]

Deutschland hat doch gar keine Brüter soweit ich weiß. Der einzig gebaute ging doch 1985 schon nicht in Betrieb.

 

[Harry Hole]

Deutschland hat doch gar keine Brüter soweit ich weiß. Der einzig gebaute ging doch 1985 schon nicht in Betrieb.

Außgrund von politischen Totalversagen.
Weltweit sind aktuell nur in Russland zwei am Netz.
Einer soll in Indien kommen und mit Thorium laufen aber bevor die fertig sind haben bestimmt auch die Chinesen was am Netz.

 

[eFuchsi]

Ich kann mich aber noch an die politische Diskussion darüber erinnern.
Soweit ich noch weiß ging es hauptsächlich darum, dass man im Brüter waffenfähiges Plutonium produzieren könnte.

 

[Octavian1977]

wobei das politische totalversagen darin Bestand, daß dieses trotz Ablehnung in der Bevölkerung vorangetrieben wurde, ähnlich wie die Aufbereitungsanlage die Strauß unter völliger Ignoranz aller demokratischen Grundsätze durchziehen wollte.